CN102549794A - 有机光电子器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

有机光电子器件,包括:第一电极(1)、设置在第一电极上的第一平面化层(2),设置在该平面化层上的第一注入层(3),设置在该注入层上的有机功能层(4),设置在有机功能层上的第二电极(5),其中当第一电极是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Inj.≤EF-EHOMO,Plan.和EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Funk.,或当第一电极是负极时,对于能级适用:ELUMO,Inj.-EF≤ELUMO,Plan.-EF和ELUMO,Inj.-EF<ELUMO,Funk.-EF,其中EF是费米能,EHOMO是相应层的最高已占能级的能量,并且ELUMO是相应层的最低未占能级的能量。

Description

有机光电子器件及其制造方法
本专利申请要求德国专利申请102009047883.3的优先权,其公开内容在此以参引的方式并入本文。
提出了一种根据权利要求1所述有机光电子器件。
当制造有机光电子器件时,一个很常见的问题是在指向器件内部的电极表面上可能积聚小颗粒或其他杂质,或例如表面可能具有金属尖部。例如,这可以是在器件中可能的局部短路或者局部高欧姆电流路径的原因。至今用来解决所述问题所使用的可能的途径是对表面实施非常昂贵的清洁方法。其他的解决方案是在电极之上涂覆厚的层,其例如覆盖金属尖部。然而,在这些步骤中出现的问题是这样导致了在电流电压特性曲线中的统计方差。对此的原因是局部的层厚度波动,其例如通过杂质造成。由此,另一方面可能出现阻抗波动,其对工艺稳定性起有害作用。
本发明的实施形式的目的在于提供有机光电子器件,在其中当大量这样的器件存在时,电流电压特性曲线中的统计方差减小。
所述目的通过根据权利要求1所述的有机光电子器件解决。其他有机光电子器件的实施形式是其他从属权利要求的主题。
本发明的实施形式涉及一种有机光电子器件,包括:
-第一电极,
-第一平面化层,其设置在第一电极上,
-第一注入层,其设置在平面化层上,
-有机功能层,其设置在注入层上,
-第二电极,其设置在有机功能层上,
其中当第一电极是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Inj.≤EF-EHOMO,Plan.和EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Funk.或当第一电极是负极时,对于能级适用:ELUMO,Inj.-EF≤ELUMO,Plan-EF和ELUMO,Inj.-EF<ELUMO,Funk.-EF,其中EF是费米能,EHOMO是相应层的最高已占能级的能量,并且ELUMO是相应层的最低未占能级的能量。
其中优选地,当第一电极是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Plan.和EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Funk.或当第一电极是负极时,对于能级适用:ELUMO,Inj.-EF.<ELUMO,Plan.-EF和ELUMO,Inj.-EF<ELUMO,Funk.-EF
通过第一平面化层与第一注入层的有针对性的组合可以明显地降低电流电压特性曲线中的统计方差。通过有针对性地协调第一平面化层、第一注入层和有机功能层的能级构成内部储存部。当有机光电子器件工作时从第一电极输出的载流子穿过第一平面化层迁移到第一注入层中。基于能级在第一注入层中构成势阱,在其中可以累积载流子。因此,在有机光电子器件内部、即在器件的两个电极之间通过由于注入层的势阱而形成的内部储存部可以补偿电极或平面化层的阻抗波动。据此,可以稳定在器件内部的载流子传输,并且可以补偿可能出现的场波动和阻抗波动。在一定程度上,势阱是载流子的固有的源,所述源能够在器件工作时以所限定的面上恒定量的载流子输出给其后的有机功能层。因此,尽管杂质或金属尖部可能在电极的内侧上出现,仍得到器件中稳定的电荷传输。
在本发明的另一实施形式中,当第一电极是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Plan.<EF-EHOMO,Funk.或当第一电极是负极时,对于能级适用ELUMO,Funk.-EF.<ELUMO,Plan-EF
通过适当地协调能级可以确定势阱“侧壁”的高度。侧壁的高度在能量上说明载流子必须克服以到达邻接的下一层的阻碍。如果将该阻碍选择为足够高,那么可以保证在势阱中累积足够的载流子,使得在注入层中随时有用于注入其后的层的载流子可用。因此,可以实现在时间上和/或空间上均匀和恒定地输出载流子。因此,可以通过侧壁高度来调节势阱对载流子的“俘获能力”。
在本发明的另一实施形式中,从第一电极输出的载流子在第一注入层中累积。这意味着,当有机光电子器件工作时,载流子密度在注入层中比在与其直接相邻的层中高。
在本发明的另一实施形式中,在第一注入层中累积的载流子注入到其后的层中。
将累积的载流子注入到其后的层中保证了其后的层持续地并且恒定地被供给有载流子,因此稳定了在器件中的电荷传输。
在本发明的另一实施形式中,对于第一平面化层(RPlan.)和第一注入层(RInj.)的阻抗R,以及对于通过第一平面化层和第一注入层之间的接触形成的边界阻抗(RKontakt,Inj.)和对于通过第一注入层和有机功能层之间的接触形成的边界阻抗(RKontakt,Funk.)适用的条件是:RPlan.+RKontakt,Inj.≤RInj.+RKontakt,Funk.
在此优选地,平面化层的阻抗在注入层的阻抗的范围中。
在本发明的另一实施形式中,第一注入层具有1nm至20nm的层厚度。
在此优选的是1nm至3nm的范围。非常薄的注入层已经可以有助于明显稳定化载流子传输。这样的优点是在已经较厚的平面化层上不必再次涂覆非常厚的层,其使器件在其总厚度方面明显增大。
另一优选的范围是3nm至20nm。特别是这种厚度的层具有关于电荷传输良好的稳定化特性。
在本发明的另一实施形式中,第一注入层是掺杂的。当第一电极是正极时,第一注入层优选是p掺杂的。当第一电极是负极时,注入层优选是n掺杂的。
例如,通过注入层的掺杂可以适当地调节其能级。此外,通过掺杂也可以改善在注入层中的载流子传输或者载流子累积。
在本发明的另一实施形式中,掺杂材料选自MoO2、MoO3、WO3、ReO3、Re2O7、V2O5。优选地,所述掺杂材料用作p掺杂物。
在本发明的另一实施形式中,第一注入层包括选自Alq3(LUMO-3.1eV)、BCP(LUMO-2.9eV)、Bphen(LUMO-2.9eV)、NTCDA(LUMO-4.0eV)、ZnPc和THAP(LUMO-4.6eV)的基质材料。在此,基质材料借助下述材料之一来n掺杂:Li、Cs、BEDT-TTF、焦宁-B-氯化物、Cs2CO3、Ru(2,2′:6′,2″三联吡啶)2(Ru(terpy)2)、CoCp2。在这里“LUMO”表示最低未占分子轨道。
在本发明的另一实施形式中,第一注入层包括选自4,4’,4”-三(N(1-萘基)-N-苯基-氨基)三苯基胺、酞菁-铜络合物、4,4’,4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯基氨基、N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺、2,2’,7,7’-四(N,N’-二苯胺)-9,9’-螺二芴、二-[4-(N,N-联甲苯基-氨基)-苯基]环己烷和N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺的材料。
相应材料的最高已占据分子轨道(HOMO)的能级列举在以下表格中。
  4,4’,4”-三(N(1-萘基)-N-苯基-氨基)三苯基胺   -5.0eV
  酞菁-铜络合物   -5.2eV
  4,4’,4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯基氨基   -5.0eV
  N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺   -5.5eV
  2,2’,7,7’-四(N,N’-二苯胺)-9,9’-螺二芴   -5.4eV
  二-[4-(N,N-联甲苯基-氨基)-苯基]环己烷   -5.5eV
  N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺   -5.57eV
例如,HOMOs的位置可以借助循环伏安法确定。
在本发明的另一实施形式中,第一注入层包括选自PEDOT:PSS、聚(9-乙烯基咔唑)、聚(N,N’-双(4-丁苯基))-N,N’-双(苯基)-联苯胺、聚(3-己基噻吩)和聚苯胺的材料。
这三种材料的HOMO范围在下面的表格中列出:
  PEDOT:PSS   -5.0eV至-5.9eV
  聚(N,N’-双(4-丁苯基))-N,N’-双(苯基)-联苯胺   -5.1eV至-5.17eV
  聚(3-己基噻吩)   -5.23eV
各个层的精确能级值可以通过其相应的掺杂来设置。因此,对第一注入层和第一平面化层可以使用相同的基质材料,而所述层的精确能级可以例如借助掺杂材料来设置。
在本发明的另一实施形式中,第一平面化层包括选自PEDOT:PSS、基于PEDOT的材料、聚(9-乙烯基咔唑)、聚(N,N’-双(4-丁苯基))-N,N’-双(苯基)-联苯胺、聚(3-己基噻吩)和聚苯胺的材料。
在本发明的另一实施形式中,第一平面化层包括无机的平面化层。所述平面化层可以具有选自InO、GaO、ZnO、SnO、MoO、VO、SbO、BiO、ReO、TaO、WO、NbO和NiO的材料。
通过对第一注入层或者第一平面化层的能级的认识可以通过掺杂和/或材料选择和材料混合将第一注入层和第一平面化层彼此协调,以使能级以之前描述的相互比例存在。这相应地适用于第一注入层和有机功能层的能级的协调。
所述列举的材料也可以很好地在电极上作为平面化层或者在平面化层上作为注入层涂覆。
在本发明的另一实施形式中,第一平面化层直接设置在第一电极上。在此,第一平面化层具有比在第一电极上的不平坦部的高度大的厚度。因此,借助第一平面化层可以补偿第一电极上的不平坦部。
在本发明的另一实施形式中,有机光电子器件附加地包括:
-第二平面化层,其设置在第二电极和有机功能层之间,
-第二注入层,其设置在第二平面化层和有机功能层之间。
在所述实施形式中,两个电极分别具有平面化层,并且在两个平面化层和有机功能层之间分别设置注入层。由此,注入层分别将负极至有机功能层的电子输出和正极至有机功能层的空穴输出稳定化。因此,这样的实施形式具有特别稳定的载流子传输。
在本发明的一种实施形式中,将有机光电子器件成形为电致发光器件。
在此,例如涉及有机发光二极管(OLED)。可以构成OLED的层堆叠包括正极和负极。通过施加电压,从所述正极和负极输出分别向另一电极迁移的空穴或者电极。在此例如,载流子在辐射发射层中彼此碰到之前首先迁移穿过空穴或电子传输层。在所述层中,空穴与电子构成激子。所述激子可以激励发射层中的发光材料来发出辐射。OLED可以包括有机功能层,其例如可以是发光的、阻挡载流子或传输载流子的层或者是其组合。
本发明的至少一个其他的实施形式涉及用于制造有机光电子器件的方法。
在用于制造有机光电子器件的实施形式中,所述方法包括下述方法步骤:
A)提供第一电极,
B)将第一平面化层施加到第一电极上,
C)将第一注入层施加到第一平面化层上,
D)将有机功能层施加到第一注入层上,
E)将第二电极施加到有机功能层上,
其中,当第一电极是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Inj.≤EF-EHOMO,Plan.和EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Funk.或当第一电极是负极时,对于能级适用:ELUMO,Inj.-EF≤ELUMO,Plan-EF和ELUMO,Inj.-EF<ELUMO,Funk.-EF,其中EF是费米能,EHOMO是相应层的最高已占能级的能量,并且ELUMO是相应层的最低未占能级的能量。
此外,所述方法可以具有这样的特征和步骤,通过其可以制造具有一种或多种前述特征的有机光电子器件。
第一平面化层可以在方法步骤B)中借助气相沉淀或借助湿化学工艺施加到第一电极上。通过第一平面化层来覆盖尽管经过清洁但还是存在于电机上的杂质,例如灰尘、玻璃、金属或有机颗粒。此外,将第一平面化层施加得厚至使得其围绕或覆盖电机的金属尖部,所述金属尖部例如可以通过用于制造第一电极的溅射技术而产生。由此衰减电极之间在有机光电子器件工作时构成的电场可能的场增强
Figure BDA0000149015860000071
并且由此减少在电学上包含(elektrischEinschluss)这些杂质。通过以适合的能级在方法步骤C)中施加第一注入层和在方法步骤D)中施加有机功能层来构成上面描述的形式的势阱。不仅第一注入层,而且有机功能层还可以既借助气相沉淀又借助湿化学工艺来施加。
在方法的另一变型方案中,在方法步骤C)中借助湿化学方法施加第一注入层。
在方法的另一变型方案中,在方法步骤B)中借助湿化学方法施加第一平面化层。
在方法的另一变型方案中,在方法步骤D)中借助湿化学方法施加有机功能层。
通过使用湿化学工艺,可以降低工艺成本。例如,所述层可以通过旋涂方法、刮刀方法或印刷方法施加。在此,例如可以使用基于溶液的有机材料。
可替代地,第一注入层、第一平面化层和有机功能层可以分别彼此独立地从气相来淀积。
在方法的另一变型方案中,所述方法包括附加的方法步骤:
F)将第二注入层施加到有机功能层上,
G)将第二平面化层施加到第二注入层上。
在此,在方法步骤E)之前,实施步骤F)和G)。
因此,根据具有附加步骤F)和G)的方法制造的器件在两个电极上分别朝着有机功能层包括平面化层以及注入层。
在方法的另一变型方案中,在方法步骤F)中借助湿化学方法施加第二注入层。
在方法的另一变型方案中,在方法步骤G)中借助湿化学方法施加第二平面化层。
可替代地,第二注入层和第二平面化层也可以分别彼此独立地从气相来淀积。
本发明的其他优点和有利的实施形式和改进方案从下面结合图1a至6b描述的实施形式得出。
图1a至d分别示出本发明的实施形式的示意性横截面。
图2a至d分别示出本发明的实施形式的示意性横截面,所述实施形式包括第二平面化层和第二注入层。
图3a和b分别示出在本发明的实施形式的有机光电子器件中所涉及层的能量图解。
图4示出有机器件的五条电流电压特性曲线。
图5a和b在对比图中以与具有第一聚合物的非根据本发明的器件比较的方式示出了根据一个实施形式的根据本发明的器件的特性曲线。
图6a和b在对比图中以与具有第二聚合物的非根据本发明的器件比较的方式示出了根据一个实施形式的根据本发明的器件的特性曲线。
图1a至d分别以示意性横截面形式示出根据本发明的实施例。分别在层堆叠左侧的箭头9示出相继施加层的顺序。这例如可以根据上面说明的方法在方法步骤A)至E)中进行。在器件之下或者之上的块状箭头10示出相应器件的发光方向。四个实施例中的每个均包括层序列,所述层序列包括第一电极1,该第一电极在其表面上具有不平坦部6,所述不平坦部可能通过杂质或电极表面的表面结构形成。所述不平坦部通过设置在其上的第一平面化层2覆盖,并且由此被补偿。在第一平面化层2上相应地跟随比其薄的第一注入层3。结合在其上跟随的有机功能层4,通过以在发明内容中描述的方式和方法通过合适地选择材料来在第一注入层3中构成势阱。此外,层序列还包括第二电极5。
图2a至d分别示出本发明的实施形式的示意性横截面,所述实施形式与在图1a至d中示出的实施形式相比,附加地还包括第二平面化层2’和第二注入层3’。例如,所述的第二平面化层和第二注入层可以通过上述的方法步骤F)和G)构成。在此,第二平面化层2’相应地设置在第二电极5和第二注入层3’之间。第二注入层3’分别设置在第二平面化层2’和有机功能层4之间。
例如,有机功能层4可以是发射光的、阻挡载流子的或传输载流子的层或其组合。
第一和/或第二电极1、5可以分别彼此独立地是溅射的、热蒸镀的或从溶液中加工出的电极。
图3a和3b分别示出在第一平面化层2、跟随其的第一注入层3以及有机功能层4的第一平面化层2的能量图解。在上半部分中分别示出各个层形成接触之前的能量图解,在下半部分中分别示出各个层形成接触之后的能量图解。在形成接触之后,在热力学平衡时构成势阱。在相应的附图中,借助EF标出费米能。
在图3a中示出最高已占分子轨道(HOMO)的相应能级。从在该情况下为正极的电极将空穴7从左输出到第一平面化层2中。通过形成各个层的接触,在第一注入层3中构成势阱,现在在所述势阱中可以累积空穴7。现在可以将这些空穴从所述势阱中输出到跟随其后的有机功能层4中。这样保证了为邻接的有机功能层4的均匀并且持续地供给空穴,这样促进了在器件中载流子传输的稳定。
现在,在图3b中示出最低未占分子轨道(LUMO)的能级。现在在此,由在此情况下是负极的电极从右将电子8注入到第一平面化层2中。在此,又通过合适地选择材料在第一注入层3中构成势阱,由此电子8在所述势阱中积聚。现在,可以将电子8从势阱中输出到有机功能层4中。
在图4中示出五个不同器件的五条电流电压特性曲线(用罗马数字I至V标出)。其分别绘出了电流密度J与所施加的电压U的关系。器件为主要具有空穴作为载流子(所谓的“单载子空穴元件”)的器件。所述器件具有下述的结构:ITO正极、同时用作空穴注入层(HIL)的厚度为120nm的第一平面化层、可能的厚度为20nm的p掺杂的注入层、厚度为100nm的由N,N’-二(萘基-1-基)-N,N’-二苯基-联苯胺(NPB)构成的有机功能层和Al负极。对于其绘出特性曲线I和II的器件分别不包括第一注入层,因此其不是根据本发明的器件。而对于其绘出特性曲线III和IV的器件是所述器件并且具有注入层。对于特性曲线I和III的器件,分别为第一平面化层和第一注入层选择相同的聚合物。这相应地适用于对于其绘出特性曲线II或者IV的器件。因此,对于其绘出特性曲线I和III或者II和IV的器件的不同仅在于存在或者不存在第一注入层。对于其绘出特性曲线V的器件不具有第一平面化层以及不具有第一注入层。如图示中所见,只具有平面化层但是不具有注入层的器件的特性曲线非常不同地延伸,与之相反,具有平面化层和注入层的器件在从1至7伏的范围中几乎重叠地延伸。
在图5a和5b中或者6a和6b中上下相叠地分别示出32个相同构造的器件的电流电压特性曲线。在此,绘出电流密度J与电压U的关系。在每个附图中分别说明存在于32个器件的特定的测量点上的方差。被测量的器件分别具有4mm2的有源面。所述器件分别涉及以白色发射的OLED。
在图5a和6a中示出的器件分别涉及根据本发明的器件。其分别具有下述的结构:ITO正极、100nm厚的第一平面化层、20nm厚的第一注入层、90nm厚的有机功能层和Al负极。在图5a或者图6a中所测量的两个器件的区别仅仅在于用于平面化层和注入层的聚合体。
而在图5b和6b中测量的不是根据本发明的器件。因此其结构相对于在5a或者6a中示出的根据本发明的器件改变,即替代第一平面化层和第一注入层的组合只使用厚度为120nm的平面化层。因此,该平面化层的厚度在根据本发明的器件中对应于第一平面化层和第一注入层的层厚度之和。对于在图5a和5b中测量的器件分别将相同的聚合物用于平面化层。这相应地同样适用于图6a和6b的器件。
如从图形中明显可见的,当电流密度为大约1mA/cm2时,与分别在图5b或者6b中示出的不具有第一注入层的不根据本发明的器件相比,根据本发明的两个实施例具有明显较小的方差。因此,明显可见,通过将第一平面化层与第一注入层有针对性地组合可以明显降低电流电压特性曲线走向中的统计方差。因此,在3V和4V之间的典型工作电压范围中,根据本发明的器件与没有注入层的不根据本发明的器件相比具有明显改善的工艺稳定性。
本发明不局限于借助所述实施例的说明。相反,本发明包括任意新的特征以及特征的任意组合,这特别是包括在权利要求中的特征的任意组合,即使所述特征或所述组合本身在权利要求中或实施例中没有明确地说明。

Claims (15)

1.有机光电子器件,包括:
-第一电极(1),
-第一平面化层(2),其设置在所述第一电极(1)上,
-第一注入层(3),其设置在所述平面化层(2)上,
-有机功能层(4),其设置在所述注入层(3)上,
-第二电极(5),其设置在所述有机功能层(4)上,
其中当所述第一电极(1)是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Inj.≤EF-EHOMO,Plan.和EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Funk.,或当所述第一电极(1)是负极时,对于能级适用:ELUMO,Inj.-EF≤ELUMO,Plan.-EF和ELUMO,Inj.-EF<ELUMO,Funk.-EF,其中EF是费米能,EHOMO是相应的所述层的最高已占能级的能量,并且ELUMO是相应的所述层的最低未占能级的能量。
2.根据权利要求1所述的有机光电子器件,其中当所述第一电极(1)是正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Plan.<EF-EHOMO,Funk.,或当所述第一电极(1)是负极时,对于能级适用:ELUMO,Funk.-EF<ELUMO,Plan.-EF
3.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,其中从所述第一电极(1)输出的载流子在所述第一注入层(3)中累积。
4.根据权利要求3所述的有机光电子器件,其中在所述第一注入层(3)中累积的所述载流子注入到随后的层中。
5.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,
其中对于所述第一平面化层(2)(RPlan.)和所述第一注入层(3)(RInj.)的阻抗R,以及对于通过所述第一平面化层(2)和所述第一注入层(3)之间的接触形成的边界阻抗(RKontakt,Inj.)和通过所述第一注入层(3)和所述有机功能层(4)之间的接触形成的边界阻抗(RKontakt,Funk.)适用的条件是:RPlan.+RKontakt,Inj.≤RInj.+RKontakt,Funk.
6.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,
其中所述第一注入层(3)具有1nm至20nm的层厚度。
7.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,
其中所述第一注入层(3)是掺杂的。
8.根据前述权利要求7所述的有机光电子器件,
其中掺杂材料选自MoO2、MoO3、WO3、ReO3、Re2O7和V2O5
9.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,
其中所述第一注入层(3)包括选自4,4’,4”-三(N(1-萘基)-N-苯基-氨基)三苯基胺、酞菁-铜络合物、4,4’,4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯基氨基、N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺、2,2’,7,7’-四(N,N’-二苯胺)-9,9’-螺二芴、二-[4-(N,N-联甲苯基-氨基)-苯基]环己烷和N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺的材料。
10.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,
其中所述第一注入层(3)包括选自PEDOT:PSS、聚(9-乙烯基咔唑)、聚(N,N’-双(4-丁苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺、聚(3-己基噻吩)和聚苯胺的材料。
11.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,
其中所述第一平面化层(2)包括选自PEDOT:PSS、基于PEDOT的材料、聚(9-乙烯基咔唑)、聚(N,N’-双(4-丁苯基))-N,N’-双(苯基)-联苯胺、聚(3-己基噻吩)和聚苯胺的材料。
12.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,附加地包括:
-第二平面化层(2’),其设置在所述第二电极(5)和所述有机功能层(4)之间,
-第二注入层(3’),其设置在所述第二平面化层(2’)和所述有机功能层(4)之间。
13.根据前述权利要求之一所述的有机光电子器件,其成形为电致发光器件。
14.用于制造有机光电子器件的方法,包括如下方法步骤:
A)提供第一电极(1),
B)将第一平面化层(2)施加到所述第一电极(1)上,
C)将第一注入层(3)施加到所述第一平面化层(2)上,
D)将有机功能层(4)施加到所述第一注入层(3)上,
E)将第二电极(5)施加到所述有机功能层(4)上,
其中当所述第一电极(1)为正极时,对于能级适用:EF-EHOMO,Inj.≤EF-EHOMO,Plan.和EF-EHOMO,Inj.<EF-EHOMO,Funk.,或当所述第一电极(1)是负极时,对于能级适用:ELUMO,Inj.-EF≤ELUMO,Plan.-EF和ELUMO,Inj.-EF<ELUMO,Funk.-EF,其中EF是费米能,EHOMO是相应的所述层的最高已占能级的能量,并且ELUMO是相应的所述层的最低未占能级的能量。
15.根据权利要求14所述的方法,
其中在方法步骤C)中借助湿化学方法施加所述第一注入层(3)。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6386136B2 (ja) * 2012-04-13 2018-09-05 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置
DE102013111739A1 (de) * 2013-10-24 2015-04-30 Osram Oled Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
TWI624094B (zh) * 2015-11-30 2018-05-11 Lg顯示器股份有限公司 有機發光二極體及包含該有機發光二極體的有機發光二極體顯示裝置
JP6815294B2 (ja) * 2016-09-30 2021-01-20 株式会社Joled 有機el素子、および有機elパネル
JP2019204810A (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 パイオニア株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
CN112447932B (zh) * 2020-11-24 2022-11-29 合肥京东方卓印科技有限公司 一种有机电致发光显示面板及其制备方法、显示装置
CN112952023B (zh) * 2021-02-20 2022-11-04 合肥鑫晟光电科技有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1802878A (zh) * 2003-06-04 2006-07-12 出光兴产株式会社 有机电致发光元件以及使用它的显示装置
CN1961437A (zh) * 2004-06-02 2007-05-09 汤姆森特许公司 包括掺杂有机层的有机发光二极管
TW200722498A (en) * 2005-12-01 2007-06-16 Au Optronics Corp Organic light emitting diode
CN101069299A (zh) * 2004-12-01 2007-11-07 出光兴产株式会社 有机电致发光元件
CN101399319A (zh) * 2007-09-27 2009-04-01 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、以及电子设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3427539B2 (ja) * 1995-02-13 2003-07-22 松下電器産業株式会社 有機薄膜エレクトロルミネッセンス素子
KR100721656B1 (ko) * 2005-11-01 2007-05-23 주식회사 엘지화학 유기 전기 소자
WO2004060028A1 (ja) 2002-12-25 2004-07-15 Fujitsu Limited 有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ
JP4476594B2 (ja) * 2003-10-17 2010-06-09 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
JP2006024432A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Japan Science & Technology Agency 有機エレクトロルミネッセンス素子
FR2878652A1 (fr) 2004-11-29 2006-06-02 Thomson Licensing Sa Diode organique electroluminescente a couches dopees
KR100798817B1 (ko) * 2006-07-28 2008-01-28 주식회사 두산 전계 발광 소자용 스피로 화합물, 및 이를 포함하는 전계발광 소자
JP2007234254A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
KR101003267B1 (ko) * 2008-01-18 2010-12-21 주식회사 엘지화학 유기발광소자 및 이의 제조 방법
JP2008187205A (ja) * 2008-04-28 2008-08-14 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置
KR101791937B1 (ko) * 2011-07-14 2017-11-02 삼성전자 주식회사 광전자소자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1802878A (zh) * 2003-06-04 2006-07-12 出光兴产株式会社 有机电致发光元件以及使用它的显示装置
CN1961437A (zh) * 2004-06-02 2007-05-09 汤姆森特许公司 包括掺杂有机层的有机发光二极管
CN101069299A (zh) * 2004-12-01 2007-11-07 出光兴产株式会社 有机电致发光元件
TW200722498A (en) * 2005-12-01 2007-06-16 Au Optronics Corp Organic light emitting diode
CN101399319A (zh) * 2007-09-27 2009-04-01 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、以及电子设备

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